 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Состояние и уровень загрязнения растительности на придорожной территории
Для оценки загрязнения растительного покрова в придорожной полосе можно использовать коэффициент биологического накопления (КБН), равный отношению концентрации тяжелых металлов в золе растений к их концентрации в почве. При известных КБН и концентрации тяжелых металлов в почве можно определить их концентрацию в золе растений.
Сравнение КБН с ПДКт.м. позволяет оценить степень токсичности растений вблизи дорог.
В табл. 5.5 и 5.6 приведены результаты оценки загрязнения растительного покрова и древесно-кустарниковой растительности вблизи городской автомагистрали, полученные А. В.Лобиковым.
Таблица 5.5 – загрязнение тяжелыми металлами растительного покрова вблизи городской автомагистрали
| Металл | Массовая доля, % | Средняя массовая доля, % | Нормативное значение КБН | ПДКт.м. в почве, мг/кг сухого вещества |
| Никель | - | - | - | 20…30/3 |
| Кобальт | 0,09…0,85 | 0,4 | 0,8 | 10…20/0 |
| Хром | 0,002…0,150 | 0,07 | 3,0 | 1,3/0 |
| Свинец | 0,3…9,3 | 3,3…4,7 | 0,6 | 0,5…20,0/0 |
| Цинк | 0,1…10,3 | 1,4…2,5 | 2,1 | 150…300/0 |
| Медь | 0,3…30,2 | 1…5 | 4,1 | 15…20/0 |
Примечание. В числителе приведены данные для вех видов растений, в знаменателе – для кормов.
Таблица 5.6 – концентрация тяжелых металлов в зоне древесно-кустарниковой растительности придорожной лесополосы, мг/кг воздушно-сухой навески
| Металл | Травянистый покров | Листья липы |
| Кадмий | 0,321 | 0,181 |
| Свинец | 1,55 | 6,65 |
| Цинк | 51,4 | 53,5 |
| Медь | 7,4 | 13,1 |
Экологически неблагополучные придорожные территории с резким изменением химического элементного состава компонентов окружающей природной среды могут быть не только природного, но и техногенного происхождения. Растительность как биотический компонент природной экологической системы играет решающую роль в структурно-функциональной организации экологической системы и определении ее границ. Растительность не только чувствительна к изменениям параметров окружающей среды, но и наглядно отражает изменения экологической обстановки территории в результате антропогенных воздействий. Качественные показатели учитывают негативные изменения как в структуре растительного покрова (уменьшение площади коренных ассоциаций, изменение лесистости), так и на уровне растительных сообществ и отдельных видов (популяций): изменение видового состава, ухудшение ассоциированности и возрастного спектра биоценотических доминирующих видов.
Плотность популяции видов-индикаторов - один из показателей состояния экологических систем, высокочувствительных к техногенным воздействиям. При увеличении техногенных воздействий плотность популяции отрицательных видов-индикаторов снижается, а положительных - возрастает. Пороговым значением антропогенной нагрузки следует считать снижение (или повышение) плотности популяции вида-индикатора на 20 % (в зоне чрезвычайной экологической ситуации), а критическим значением - на 50 % (в зоне экологического бедствия).
Для оценки состояния растительности на придорожной территории используют показатели, отражающие изменение отношения концентраций углерода и азота в различных компонентах среды и уровни содержания токсичных и биологически активных микроэлементов в укосах растений с пробных площадок и в растительных кормах (табл. 5.7) [15].
Таблица 5.7 – Биогеохимические показатели оценки придорожных территорий
| Показатель | Относительно удовлетворительная экологическая ситуация | Чрезвычайная экологическая ситуация | Экологическое бедствие |
| Отношение концентраций углерода и азота: | |||
| в почвах | 8-20 | 4-8 | Менее 4 |
| в поверхностных водах | 8-12 | Менее 8 или 16-20 | Менее 4 или более 20 |
| в растениях | 8-12 | 4-8 | Менее 4 |
| в растительных кормах | 4-8 | Менее 4 или 12-16 | Менее 4 или более 16 |
| Содержание химических элементов в укосах растений и растительных кормах: | |||
| ртуть, кадмий, свинец, мышьяк, сурьма, никель, хром (превышение МДУ*) | В 1,1 – 1,5 раза | В 5 – 10 раз | Более чем в 10 раз |
| селен, мг/кг воздушно - сухого вещества | 0,1…0,5 | 0,02…0,05 | Менее 0,02 или более 0,5 |
| фтор, мг/кг воздушно- сухого вещества | 10…20 | 2…10 или 50…200 | Менее 2 или более 200 |
| медь, мг/кг воздушно- сухого вещества | 10…20 | 3…5 или 80…100 | Менее 3 или более 100 |
| таллий, бериллий, барий (превышение фоновых значений), % | Менее 1,5 | 5…10 | Более 10 |
МДУ* - максимально допустимый уровень
Показатели, по которым оценивают состояние растительности, различаются в зависимости от географических условий и типов экологических систем (табл. 5.8). Важным параметром является доля участия в биоценотической популяции особей разных возрастных состояний. Возрастные состояния устанавливают на основании комплекса морфологических признаков.
Таблица 5.8 – показатели состояния растительности как индикатора экологического благополучия территории
| Показатель | Относительно удовлетворительная экологическая ситуация | Чрезвычайная экологическая ситуация | Экологическое бедствие |
| Уменьшение биоразнообразия (индекс разнообразия Симпсона), % | Менее 10 | 25...50 | Более 50 |
| Плотность популяции вида индикатора антропогенной нагрузки, % | Менее1 (более 1) 20 | 20...50 | Более 1 (менее1) 50 |
| Площадь коренных (или квазикоренных) ассоциаций, % общей площади | Более 80 | Менее 30 | Менее 5 |
| Возрастной спектр биоценотической популяции доминирующих видов (возобновление), отн. ед. | Более 0,5 | 0,1…0,3 | Менее 0,1 |
| Лесистость, % оптимальной | Более 90 | Менее 30 | Менее 10 |
| Запас древисины основных лесообразующих пород, % нормы | Более 80 | 30…60 | Менее 30 |
| Повреждение древостоев техногенными выбросами, % общей площади | Менее 5 | 30... 50 | Более 50 |
| Повреждение хвойных пород техногенными выбросами (повреждение хвои), % | Менее 5 | 30...50 | Более 50 |
| Заболевание древостоев, % | Менее 10 | 30...50 | Более 50 |
| Гибель лесных культур, % площади лесокультурных работ | Менее 5 | 50... 70 | Более 70 |
| Площадь посевов, поврежденных вредителями, % общей площади | Менее 10 | 20... 50 | Более 50 |
| Гибель посевов, % общей площади | Менее 5 | 15...30 | Более 30 |
| Продуктивность пастбищной растительности, % потенциальной | 5...30 | ||
| Изменение ареалов редких видов растений | Отсутствует изменение ареалов | Разделение и сокращение площади ареала | Исчезновение ареала |
| Площадь зеленых насаждений (на 1 чел. в крупных городах), % нормы | Более 90 | 10...30 | Менее 10 |
Показатели состояния растительности отражают как прямые (выпас, рубки), так и опосредованные (через изменение экотопа) техногенные воздействия. Кроме того, индикатором уровня антропогенной нагрузки на окружающую среду могут служить внешние признаки состояния растительности: повреждение древостоев или хвои техногенными выбросами, уменьшение площадей и продуктивности пастбищной растительности (табл. 5.9).
Таблица 5.9 – Категории состояния древесной растительности
| Категория состояния деревьев | Признаки состояния деревьев различных пород | |
| Хвойные | Лиственные | |
| I (без признаков ослабления) | Крона густая; хвоя зеленая, блестящая; прирост текущего года нормального размера для данной породы, возраста, сезона и условий местопроизрастания | Стволы и корневые лапы не имеют внешних признаков поражения |
| II (ослабленные) | Крона ажурная; хвоя зеленая, светло-зеленая или обожжена не более чем на 1/3; годовой прирост уменьшен не более чем наполовину; усыхание отдельных ветвей, повреждение отдельных корневых лап, местное повреждение ствола | Крона ажурная; листва рано опадает; годовой прирост уменьшен до 1/2; усыхание отдельных ветвей; местные повреждения ствола и корневых лап; единичные водяные побеги |
| III (сильно ослабленные) | Крона сильно ажурная; хвоя бледно-зеленая или матовая либо обожжена более чем на 1/3; годовой прирост очень слабый; усыхание до 2/3 кроны; повреждения корневых лап или ствола, окольцовывающие их до 2/3; попытки поселения или местные поселения стволовых вредителей; плодовые тела и иные признаки деятельности дереворазрушающих грибов на стволе и корневых лапах | Крона ажурная; листва мелкая, светлая, рано желтеет и опадает; годовой прирост очень слабый или отсутствует; усыхает до 2/3 кроны; повреждение ствола и корневых лап на 2/3 окружности; сокотечение на стволах и скелетных ветвях; попытки поселения стволовых вредителей; множественные водяные побеги, плодовые тела, иные признаки деятельности дереворазрушающих грибов на стволе |
| IV (усыхающие) | Крона сильно ажурная; хвоя желтоватая или желто-зеленая, осыпается; годовой прирост очень слабый или отсутствует; усыхание более 2/3 ветвей; повреждения ствола и корневых лап более 2/3 окружности; имеются признаки повреждений | Усохло или усыхает более 2/3 кроны; повреждение более 2/3 окружности ствола и корневых лап; признаки заселения стволовыми вредителями; усыхающие водяные побеги |
| V (свежий сухостой (текущего года)) | Хвоя серая, желтая или красно-бурая, частично осыпалась; частичное опадание коры; дерево заселено или повреждено стволовыми вредителями | Листва усохла, увяла или отсутствует; частичное опадание коры; дерево заселено или повреждено стволовыми вредителями |
| VI (старый сухостой (прошлых лет)) | Живая хвоя отсутствует; кора и мелкие веточки осыпались частично или полностью; летные отверстия стволовых вредителей; под корой грибница дереворазрушающих грибов | - |
Как отмечено ранее, загрязняющие вещества попадают в растения не только через почву, но и через воздух. В результате вокруг промышленных предприятий и дорог гибнут леса, травянистая растительность, появляются «промышленные пустыни», начинается эрозия почв. Так, при среднегодовой концентрации сернистого газа свыше 0,07 мг/м3 хвойные леса погибают через 10-20 лет, а лишайники - через 4-5 лет. Поэтому наряду с санитарно-гигиеническим нормированием качества воздуха В. С. Николаевский предложил ввести нормативы загрязнения воздуха различными веществами, вредными для человека и растений (табл. 5.10)
Таблица 5.10 – Максимальные разовые значения ПДК при загрязнении воздуха веществами, вредными для человека и растений
| Загрязняющие вещества | Значения ПДК, мг/м3, веществ, вредных | |
| для человека | для растений | |
| Диоксид серы | 0,5 | 0,02 |
| Аммиак | 0,2 | 0,05 |
| Диоксид азота | 0,085 | 0,02 |
| Хлор | 0,1 | 0,025 |
| Сероводород | 0,008 | 0,02 |
| Метанол | 1,0 | 0,20 |
| Бензол | 1,5 | 0,10 |
| Формальдегид | 0,035 | 0,02 |
| Циклогексан | 1,4 | 0,20 |
| Оксид углерода | 5,0 | 4 000 |
| Пары серной кислоты | 0,3 | 0,1 |
Нормативы установлены по достоверному подавлению фотосинтеза как самой чувствительной реакции растений на газы в токе воздуха с помощью изотопного метода (14СО2) в оптимальных для фотосинтеза условиях (температура воздуха 28 °С, освещенность 40000...50000 лк, влажность воздуха 80...90%, оптимальное минеральное питание). Сравнивая данные ПДК для древесных пород и измеренные концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе вблизи городской автомагистрали, можно отметить превышение ПДК, например, по саже в 58 раз, по оксидам азота в 21 раз.
Поиск по сайту: